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故障检修与技术维护 |
康明斯柴油机喷油泵的拆装顺序及检修 |
摘要：喷油泵和调速器的拆装除普通工具外尚需用专用工具，并保持工作场地、工作台、工具和零件的整洁。拆喷油泵前，应把柴油机曲轴摇到曲轴上止点前14°的位置上，这样做对以后装复喷油泵十分方便，因为所有的刻线与标记都是对准的。拆喷油泵时，最好不要拆喷油泵支架，把它留在柴油机上，这对保持喷油泵与空气压缩机的同心有好处；另外也不要从连接器的中间拆开，因为那样容易破坏连接器本身的同心度。在装复时，喷油泵正时齿轮上的标记“1”应正对准飞轮壳观察孔上的指针。
一、正确拆装的重要性
喷油泵被誉为柴油发电机组的“心脏”，其正确拆装对机组性能、可靠性及寿命具有决定性影响。具体重要性体现在以下六个方面：
1、保证供油正时精确，避免功率下降或启动困难
（1）要求：喷油泵的供油提前角由齿轮与凸轮轴位置决定。拆装时若未对正正时记号或转动曲轴，会导致供油提前角错乱。
（2）后果：发动机启动困难、怠速不稳、功率不足、油耗升高，甚至无法启动。
2、确保各缸供油均匀性，防止振动加剧或拉缸
（1）要求：多缸机的喷油泵通过柱塞与出油阀的精密配合控制各缸供油量。拆装中若混用零件、不按顺序拆解或未调整各缸供油量，会导致各缸供油不一致。
（2）后果：发动机运转粗暴、振动加剧、个别缸过热或拉缸、排黑烟。
3、防止精密偶件拉伤或泄漏，维持高压喷射能力
（1）要求：柱塞偶件与出油阀偶件配合间隙仅1-3μm，对清洁度要求极高。拆装时若工具不当、野蛮敲击或环境不洁，极易造成划伤或夹杂硬颗粒。
（2）后果：喷油压力下降、雾化不良、滴油、冒黑烟、油耗激增，且偶件一旦损伤无法修复，只能整套更换。
4、避免安装泄漏与气蚀，保障供油连贯性
（1）要求：喷油泵低压油路的密封垫、O型圈等若老化、装偏或拧紧力矩不当，会导致吸空或漏油。
（2）后果：供油中断或油量波动，发动机游车（转速不稳）、自动熄火，或柴油渗漏引发火灾风险。
5、杜绝异物进入系统，保护后续高压组件
（1）要求：拆卸时若未堵住油管接口或清洗不彻底，灰尘、铁屑可能进入泵内，再随燃油进入喷油嘴。
（2）后果：喷油嘴卡死或磨损，导致单缸不工作或雾化恶化，进而损坏活塞、缸套。
6、保障调节机构功能，维持转速稳定性
（1）要求：喷油泵上集成的调速器、停油电磁阀等依赖精确装配。拆装时若改变了拉杆位置、齿条行程或弹簧预紧力，会导致调速失灵。
（2）后果：发动机飞车（转速失控，严重时会炸机）或加、减速响应迟钝。
二、喷油泵和调速器的拆装检修
1、拆卸前的准备与注意事项
在动手拆卸前，必须做好以下准备，否则极易导致精密部件损坏：
（1）环境与工具：必须在极度清洁的环境中操作，工作台、工具和手必须无灰尘。准备专用工具（如柱塞拆装工具、拉马）和扭矩扳手，严禁使用普通扳手暴力拆卸。
（2）对正时：拆卸前，将柴油机盘车至第一缸供油上止点（通常是飞轮壳观察孔指针对准刻度，曲轴上止点前某一角度，如14°）。
（3）做记号：在高压油管、固定螺栓、调速器拉杆连接处做好对应标记，防止装复时错位。
2、喷油泵和调速器拆卸
（1）首先拆除固紧夹板铅封，按顺序拆下出油阀紧座及出油阀弹簧。拆卸出油阀偶件时，由于出油阀尼龙垫圈使用后变形卡紧在泵体上，必须使用专用工具才能拆出，如图2（a）所示。然后，再用起子撬起柱塞弹簧，即可取出弹簧下座，如图2（b）所示。松出柱塞套定位螺钉，用细铁棒向上顶出柱塞，就可以从上面连同柱塞套一起拉出柱塞偶件，如图2（c）所示。柱塞偶件及出油阀偶件不能碰毛，更不能拆散互换，必须成对地放在清洁的地方。
（2）若仅需拆卸喷油泵凸轮轴时，可以先用槽形板插在定时调节螺钉与螺母之间，架起滚轮体部件，使它和凸轮轴脱离接触，从前端就可拉出凸轮轴，如图2（d）所示。凸轮轴两端的滚动轴承，可用专用工具拉出或敲出。
（3）调速器的零件分解可先将操纵手柄放松，取出调速弹簧。松开拉杆销钉上的螺母及后壳固紧螺钉，使调速杠杆部件与拉杆螺钉部件分离，整个调速器后壳连同杠杆部件就可拆下。拆卸拉杆螺钉时应先拆掉齿杆连接销。旋出调速杠杆轴两端的螺塞，推出杠杆轴，调速杠杆即可拆下。
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图1 柴油机喷油泵零件分解图 |
图2 柴油机喷油泵零件拆卸图 |
3、喷油泵和调速器检修
喷油泵和调速器拆卸后，全部零件须清洗并进行检查，其内容及方法如下：
（1）对柱塞偶件进行滑动性试验和径部密封试验。所谓滑动性试验是将柱塞偶件倾斜45，抽出柱塞配合的圆柱面约1/3，并将柱塞旋转一下，放手后柱塞能无阻滞地自行滑下即为合格。柱塞偶件径部密封性试验一般应在密封试验台上进行。为方便起见，用户也可用简易密封比较法，首先使柱塞斜槽使用段对准回油孔位置，再用手指堵住柱塞套大端面孔及另一只进油孔，然后慢慢地将柱塞推进，当柱塞端面到达回油孔上边缘（即盖没油孔）时观察回油孔，不应有油沫及气泡冒出，如图3（a）所示，不符合要求为不合格。柱塞偶件长期使用后，表面有严重磨损、斜槽及直槽剥落或锈蚀时应更换。柱塞套上端面如有锈斑，可用氧化铬研磨膏在平板上轻轻地研磨修复。
（2）检查出油阀及出油阀座密封锥面是否有伤痕、下凹及磨损，轻微者可修复，修复方法如图3（b）所示。先在锥面上涂以氧化铝研磨膏来回旋转研磨，直至达到良好的密封为止。严重者应更换。出油阀偶件尼龙垫圈严重变形时也应更换。
（3）检查喷油泵体安装柱塞偶件的肩胛平面是否有凹陷变形，如有不平整将会影响柱塞套安装的垂直度及肩胛贴合面的密封性，引起柱塞滑动不良和燃油渗漏。
（4）检查喷油泵体的滚轮体孔及凸轮轴凸轮的磨损情况，视严重程度决定是否继续使用或更换。
（5）飞铁脚及飞铁销孔磨损严重应更换，更换后，两只飞铁的重量相差不应超过1g。
（6）其余零件如磨损严重、缺损、断裂等应予更换。
4、喷油泵重装步骤
喷油泵、调速器装配前各零部件要清洗干净，并检查柱塞偶件、出油阀偶件型号是否与喷油泵型号对应。装配过程中注意事项如下：
（1）装配柱塞偶件时，柱塞的拉出和插入应小心、准确、不可碰毛，柱塞法兰凸块上的“XY”字样应朝外安装。装上柱塞套以后，将定位螺钉对准柱塞套定位槽拧紧，此时拉动柱塞套应能上下移动，但不可左右转动，如图4（a）所示。
（2）安装出油网紧座时，其拧答力矩为39~68N·m。过大会规桂准套变形，柱塞偶件的滑动性受到影响，故拧紧时应拉动柱塞作上下滑动和左右转动试验，若有阻滞现象可回松出油阀紧座几次，再拧紧到滑动自如为止，如图4（b）所示。
（3）柱塞偶件、出油阀偶件和出油阀紧座等装好后，应进行油泵体上部密封性试验。试验方法是将各出油口堵塞，用工具板托住柱塞以免滑下。在进油口处通入压力为3.9 MPa（40 kgf c㎡）以上的柴油，保持1min，压力表指针不得有显著下降，此时各接头螺纹处、柱塞套肩胛面及泵体表面不得有柴油渗漏。
（4）安装喷油泵凸轮轴后，应检查凸轮轴的轴向间隙，其值为0.03～0.15mm。检查方法如图5（a）所示，如达不到可用垫片调整，但两端加入垫片的厚度要求相等，以保证凸轮轴置于中间位置。间隙调整好后，转动凸轮轴，逐次使每缸凸轮在上止点时拉动喷油泵齿杆应活动无阻，如图5（b）所示。
（5）装配调速器的两飞铁时，注意飞铁销两端的锁环装上后，应用鲤鱼钳紧夹一下。避免产生飞铁销脱落而飞出的危险。装好后旋转时，飞铁应能借其自身的离心力绕飞铁销摆动，不准有任何卡住、阻滞现象。
（6）喷油泵和调速器总成装好后，推动调速手柄拉伸弹簧，将调节齿杆置于最大供油位置，使拉杆螺钉与拉杆支撑块之间有0.5～1mm的距离，如图6所示。目的是便于检查调节齿轩，使其在最大供油位置时能确保与油量限制螺钉相碰。同时也为了必要时旋出油量限制螺钉，适当增加供油量。但此距离不宜太大，否则调速器起作用的转速将增高。
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图3 柴油发电机喷油泵偶件检查 |
图4 柴油发电机喷油泵偶件的安装 |
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图5 柴油发电机喷油泵凸轮轴检查图 |
图6 喷油泵拉杆螺钉与拉杆支撑块距离 |
三、装配后的调试和运行
1、上试验台调试
复查合格后，总成必须安装到专用喷油泵试验台上进行调试。这是保证发电机组性能的核心环节，不可省略。
（1）调试前准备：向喷油泵和调速器内注入机油至规定油面高度，接通进油、回油、低压燃油管路和高压油管。松开泵体上的放气螺钉，开动试验台，排净喷油泵内的空气后拧紧放气螺钉；将试验台转速开到标定转速，运行15分钟，检查各接头处无燃油渗漏、各运动件运转正常。
（2）供油正时调整：面对联轴器按规定的凸轮轴转向，慢慢转动凸轮轴，观察与第一缸相连接的标准喷油器回油管孔口——当孔口油液开始波动的瞬间即停止转动，记录试验台刻度盘读数。以第一缸为基准，按发火顺序测定其他各缸与第一缸开始供油时间相隔的角度，偏差不得超过±30'。不符合要求时，通过调整滚轮体上的调节螺钉来改变滚轮体高度。调整后还需检查柱塞与出油阀顶平面的间隙，标准为0.4~1mm，可用厚薄规插入滚轮体上定时调节螺钉与柱塞底平面之间测量。
（3）各缸供油量均匀性调整：将调节齿杆向停止供油方向拉出，松开调节齿轮上的锁紧螺钉，用细铁棒插入油量控制套筒小孔中轻轻敲击，改变调节齿轮与油量控制套筒的相对位置。
其中，供油量过多向左转（联轴器端），供油量过少向右转。调整后拧紧锁紧螺钉，确保各缸供油量偏差符合规定（一般要求偏差不超过2.5%~3%）。
（4）调速器停止供油转速调整（高速调整）：将操纵手柄固定在标定转速位置，使高速限止螺钉与操纵手柄相接触，调节齿杆与油量限止螺钉相碰。慢慢提高凸轮轴转速至喷油泵供油量开始减少直至停止供油，此转速应符合规定值。否则应调整高速限止螺钉位置。
（5）调速器转速稳定性检查：将操纵手柄固定于标定转速位置，慢慢提高凸轮轴转速，当供油量开始减少的瞬间（调速器开始作用点），保持转速不变，观察调节齿轮和调节齿杆，不得有游动现象。在400r/min、250r/min或其他任意转速下，改变操纵手柄位置使调节齿杆处于不同供油量位置，同样检查不得有游动现象。
2、装机后试运行
试验台调试合格后，将喷油泵总成安装到柴油发电机组上，进行整机试运行。
（1）启动前检查：确认喷油泵与驱动装置的连接正确、正时记号对准；检查所有油管接头紧固、无遗漏；最后燃油系统排净空气。
（2）启动与磨合运行：启动机组，观察有无异常声响或渗漏；让机组在怠速状态运行3-5分钟，检查油压、水温等基本参数。
（3）带载试运行：逐步加载至额定功率的50%、75%、100%，观察机组在各种负载下的转速稳定性——转速应平稳，不应出现"游车"（转速周期性波动）现象。
（4）检查排烟颜色：正常应为淡灰色，黑烟说明燃烧不充分，白烟说明有未燃烧柴油或水分
（5）检查各缸工作均匀性（可通过排气温度或缸内压力进行）。
（6）停机复查：试运行结束后停机，检查喷油泵和调速器外部有无渗漏，并检查各紧固螺栓有无松动。
总结：
柴油发电机组喷油泵的拆装必须遵循“清洁、标记、专用工具、标准力矩、按顺序分解与装配”原则。任何疏忽都会直接引发：功率下降、油耗升高、启动困难、振动加剧、飞车等严重后果，甚至导致发电机组报废。因此，只有具备资质的人员在规范环境下操作，才能确保发电机组安全、经济、可靠运行。
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